JPH0698689B2 - 光学的造形物の製造方法 - Google Patents
光学的造形物の製造方法Info
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- JPH0698689B2 JPH0698689B2 JP63286306A JP28630688A JPH0698689B2 JP H0698689 B2 JPH0698689 B2 JP H0698689B2 JP 63286306 A JP63286306 A JP 63286306A JP 28630688 A JP28630688 A JP 28630688A JP H0698689 B2 JPH0698689 B2 JP H0698689B2
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C39/00—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor
- B29C39/22—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C39/42—Casting under special conditions, e.g. vacuum
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- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、光学的造形物の製造方法に関し、光の照射
によって硬化する光硬化性樹脂を用いて、各種形状の造
形物を成形製造する方法に関するものである。
によって硬化する光硬化性樹脂を用いて、各種形状の造
形物を成形製造する方法に関するものである。
合成樹脂の造形方法としては、射出成形等、成形型を用
いる成形方法が最も一般的であるが、成形する製品形状
毎に違う成形型が必要で、予め成形型を準備しておく手
間とコストが掛かり、樹脂材料を成形可能な軟化状態に
加熱するための高温加熱装置等の設備も大掛かりで、生
産数が少ない場合には製造コストが高くつくという問題
があった。
いる成形方法が最も一般的であるが、成形する製品形状
毎に違う成形型が必要で、予め成形型を準備しておく手
間とコストが掛かり、樹脂材料を成形可能な軟化状態に
加熱するための高温加熱装置等の設備も大掛かりで、生
産数が少ない場合には製造コストが高くつくという問題
があった。
上記のような造形方法に代えて、光硬化性樹脂を用いて
造形する方法が開発され、複雑かつ微細な形状を、成形
型や特別な工具等を用いることなく、簡単かつ正確に形
成することができるとして、例えば、印刷型版の製造、
印刷配線板の製造工程におけるレシストパターンの形成
等に利用されているほか、上記のような平面的な造形だ
けでなく、各種の製品モデルや立体模型の製造等、立体
的な三次元形状の形成にも利用することが考えられてお
り、このうち三次元形状の形成方法としては、例えば、
特開昭62-35966号公報，特開昭61-114817号公報等に開
示されている。
造形する方法が開発され、複雑かつ微細な形状を、成形
型や特別な工具等を用いることなく、簡単かつ正確に形
成することができるとして、例えば、印刷型版の製造、
印刷配線板の製造工程におけるレシストパターンの形成
等に利用されているほか、上記のような平面的な造形だ
けでなく、各種の製品モデルや立体模型の製造等、立体
的な三次元形状の形成にも利用することが考えられてお
り、このうち三次元形状の形成方法としては、例えば、
特開昭62-35966号公報，特開昭61-114817号公報等に開
示されている。
第４図には、従来の一般的な、三次元形状の光学的造形
方法の一例を示しており、樹脂液槽１に蓄えられた液状
の光硬化性樹脂２に対して、液面上方から集光レンズ30
によって集光されたレーザービーム等の光ビーム３を照
射することによって、光ビーム３の焦点位置付近の、液
面から一定の深さの光硬化性樹脂２を硬化させ、この光
ビーム３の照射位置を順次移動させることによって、所
定のパターンを有する光硬化層40を形成する。この光硬
化層40の上に新たな光硬化性樹脂液２を供給し、この光
硬化性樹脂液２を再び光ビーム３で所定のパターン状に
硬化させれば、前記光硬化層40の上に別のパターンを有
する光硬化層40が形成される。このようにして、複数層
の光硬化層40…を順次積み重ねていけば、所望の三次元
形状を有する成形品４が形成できるようになっている。
方法の一例を示しており、樹脂液槽１に蓄えられた液状
の光硬化性樹脂２に対して、液面上方から集光レンズ30
によって集光されたレーザービーム等の光ビーム３を照
射することによって、光ビーム３の焦点位置付近の、液
面から一定の深さの光硬化性樹脂２を硬化させ、この光
ビーム３の照射位置を順次移動させることによって、所
定のパターンを有する光硬化層40を形成する。この光硬
化層40の上に新たな光硬化性樹脂液２を供給し、この光
硬化性樹脂液２を再び光ビーム３で所定のパターン状に
硬化させれば、前記光硬化層40の上に別のパターンを有
する光硬化層40が形成される。このようにして、複数層
の光硬化層40…を順次積み重ねていけば、所望の三次元
形状を有する成形品４が形成できるようになっている。
また、平面的な形状を造形する場合には、上記した三次
元形状の造形方法において、単層の光硬化層40を形成す
る工程がほぼそのまま適用される。
元形状の造形方法において、単層の光硬化層40を形成す
る工程がほぼそのまま適用される。
ところが、前記した従来の光硬化性樹脂を用いる三次元
形状の形成方法では、液状の光硬化性樹脂２を樹脂液槽
１に溜めておき、その一部のみを硬化させて光硬化層40
を形成しているため、目的とする三次元形状全体を収容
できる広い樹脂液槽１の設備を要し、しかも、三次元形
状を形成するのに必要な量よりもはるかに多くの樹脂液
２を用意しなければならず、硬化されなかった余分の樹
脂液２は無駄になるので不経済でもある。また、樹脂液
２の中で硬化および積層工程が進むため、製造された成
形品の仕上がりや形状は、樹脂液２から成形品４を取り
出すまで確認できないという問題もあった。
形状の形成方法では、液状の光硬化性樹脂２を樹脂液槽
１に溜めておき、その一部のみを硬化させて光硬化層40
を形成しているため、目的とする三次元形状全体を収容
できる広い樹脂液槽１の設備を要し、しかも、三次元形
状を形成するのに必要な量よりもはるかに多くの樹脂液
２を用意しなければならず、硬化されなかった余分の樹
脂液２は無駄になるので不経済でもある。また、樹脂液
２の中で硬化および積層工程が進むため、製造された成
形品の仕上がりや形状は、樹脂液２から成形品４を取り
出すまで確認できないという問題もあった。
さらに、液状の光硬化性樹脂を完全に硬化させるには、
光エネルギーを強くしたり照射時間を長くかける必要が
あり、特に大量の樹脂液２内で一部のみに光を照射して
硬化させるので、十分な硬化が行われない可能性があ
る。また、形成およびけ積層された光硬化層40は樹脂液
２に漬かったままであるので、樹脂液槽１に新たな樹脂
液２を供給する際、あるいは、積層された光硬化層40を
樹脂液２の下方に沈めて、光硬化層40の上方を新たな樹
脂液２で覆う際などに、樹脂液２の流動や流体圧力，粘
性抵抗等によって、積層された光硬化層40が移動させら
れたり、形成された三次元形状が変形してしまう問題が
あり、形成された三次元形状の保形精度が悪いという欠
点があった。
光エネルギーを強くしたり照射時間を長くかける必要が
あり、特に大量の樹脂液２内で一部のみに光を照射して
硬化させるので、十分な硬化が行われない可能性があ
る。また、形成およびけ積層された光硬化層40は樹脂液
２に漬かったままであるので、樹脂液槽１に新たな樹脂
液２を供給する際、あるいは、積層された光硬化層40を
樹脂液２の下方に沈めて、光硬化層40の上方を新たな樹
脂液２で覆う際などに、樹脂液２の流動や流体圧力，粘
性抵抗等によって、積層された光硬化層40が移動させら
れたり、形成された三次元形状が変形してしまう問題が
あり、形成された三次元形状の保形精度が悪いという欠
点があった。
また、平面的な形状を造形する場合、すなわち単層の光
硬化層を形成するだけの場合でも、造形形状が含まれる
広い面積の液状の光硬化性樹脂を溜めておく必要があ
り、そのうち造形形状以外の部分の光硬化性樹脂は無駄
になること、液状の光硬化性樹脂は硬化に時間およびエ
ネルギーがかかり、硬化が不十分になり易いこと、液状
から固体状への変化に伴う硬化収縮量が大きく、形成さ
れた光硬化層の形状精度が悪いこと等の欠点が同様にあ
る。
硬化層を形成するだけの場合でも、造形形状が含まれる
広い面積の液状の光硬化性樹脂を溜めておく必要があ
り、そのうち造形形状以外の部分の光硬化性樹脂は無駄
になること、液状の光硬化性樹脂は硬化に時間およびエ
ネルギーがかかり、硬化が不十分になり易いこと、液状
から固体状への変化に伴う硬化収縮量が大きく、形成さ
れた光硬化層の形状精度が悪いこと等の欠点が同様にあ
る。
さらに、上記のような光学的造形方法では、液状の光硬
化性樹脂を溜めておいて、水平な液面を光硬化させるの
で、例えば、予め製造された物品の表面に造形物を一体
形成したり、曲面や凹凸面に沿って造形物を製造するこ
とは不可能であった。
化性樹脂を溜めておいて、水平な液面を光硬化させるの
で、例えば、予め製造された物品の表面に造形物を一体
形成したり、曲面や凹凸面に沿って造形物を製造するこ
とは不可能であった。
そこで、この発明の課題は、従来の、液状の光硬化性樹
脂を使用する光学的造形方法の問題点を解消して、光硬
化性材料の無駄がなく経済的であるとともに、作業が容
易で製造設備も簡単になり、造形物の形状や形成場所に
制限がなく、形成された造形物の保形精度も良好なもの
が得られる光学的造形方法を提供することにある。
脂を使用する光学的造形方法の問題点を解消して、光硬
化性材料の無駄がなく経済的であるとともに、作業が容
易で製造設備も簡単になり、造形物の形状や形成場所に
制限がなく、形成された造形物の保形精度も良好なもの
が得られる光学的造形方法を提供することにある。
上記課題を解決する、この発明のうち、請求項１記載の
光学的造形物の製造方法は、液糊状の光硬化性樹脂を紐
状に吐出させつつ、この吐出された光硬化性樹脂に光を
照射して硬化させていくようにしている。
光学的造形物の製造方法は、液糊状の光硬化性樹脂を紐
状に吐出させつつ、この吐出された光硬化性樹脂に光を
照射して硬化させていくようにしている。
請求項２記載の方法は、請求項１記載の発明の実施に際
し、吐出された光硬化性樹脂に光を照射して硬化させな
がら順次積み重ねて三次元形状を形成するようにしてい
る。
し、吐出された光硬化性樹脂に光を照射して硬化させな
がら順次積み重ねて三次元形状を形成するようにしてい
る。
請求項３記載の方法は、請求項１記載の発明の実施に際
し、液糊状の光硬化性樹脂を加熱した後、光を照射して
硬化させるようにしている。
し、液糊状の光硬化性樹脂を加熱した後、光を照射して
硬化させるようにしている。
請求項１記載の発明によれば、ノズル等から吐出可能な
流動性と、吐出された形状をそのまま保つことのできる
形状維持性とを備えた、いわゆる液糊状の光硬化性樹脂
を用い、この液糊状の光硬化性樹脂を所定の造形パター
ンにしたがって紐状に吐出しつつ、この吐出された光硬
化性樹脂に光を照射して硬化させることによって、所定
の造形パターンを有する光硬化性樹脂の硬化物を得るこ
とができる。
流動性と、吐出された形状をそのまま保つことのできる
形状維持性とを備えた、いわゆる液糊状の光硬化性樹脂
を用い、この液糊状の光硬化性樹脂を所定の造形パター
ンにしたがって紐状に吐出しつつ、この吐出された光硬
化性樹脂に光を照射して硬化させることによって、所定
の造形パターンを有する光硬化性樹脂の硬化物を得るこ
とができる。
請求項２記載の発明によれば、紐状に吐出された液糊状
の光硬化性樹脂を、目的とする三次元形状にしたがって
順次積み重ねていくとともに、吐出された光硬化性樹脂
に光を照射して硬化させることによって、所望の三次元
形状を有する硬化物を得ることができる。
の光硬化性樹脂を、目的とする三次元形状にしたがって
順次積み重ねていくとともに、吐出された光硬化性樹脂
に光を照射して硬化させることによって、所望の三次元
形状を有する硬化物を得ることができる。
請求項３記載の発明によれば、光を照射して硬化させる
前の段階で、液糊状の光硬化性樹脂を加熱しておくこと
によって、光の照射による硬化反応を促進させることが
でき、硬化時間を短くできるとともに、硬化が良好に行
える。
前の段階で、液糊状の光硬化性樹脂を加熱しておくこと
によって、光の照射による硬化反応を促進させることが
でき、硬化時間を短くできるとともに、硬化が良好に行
える。
ついで、この発明を、実施例を示す図面を参照しなが
ら、以下に詳しく説明する。
ら、以下に詳しく説明する。
第１図および第２図は、三次元形状を有する光学的造形
物の製造工程を示しており、まず、液糊状の光硬化性樹
脂を収容したタンク（図示せず）に接続された吐出ノズ
ル５の先端から、液糊状の光硬化性樹脂45が吐出され
る。吐出ノズル５の出口50は、横長の矩形状に形成され
てあって、液糊状樹脂45を偏平な帯形の紐状に吐出して
いく。吐出ノズル５はXYZの三軸方向に移動自在に設け
られていて、形成しようとする三次元形状に対応して、
吐出ノズル５の移動経路をコンピュータ等で制御する。
物の製造工程を示しており、まず、液糊状の光硬化性樹
脂を収容したタンク（図示せず）に接続された吐出ノズ
ル５の先端から、液糊状の光硬化性樹脂45が吐出され
る。吐出ノズル５の出口50は、横長の矩形状に形成され
てあって、液糊状樹脂45を偏平な帯形の紐状に吐出して
いく。吐出ノズル５はXYZの三軸方向に移動自在に設け
られていて、形成しようとする三次元形状に対応して、
吐出ノズル５の移動経路をコンピュータ等で制御する。
液糊状の光硬化性樹脂45は、通常の光硬化性を有する樹
脂材料のうち、吐出ノズル５によって任意の形状に吐出
することができる流動性を備えているとともに、紐状に
吐出された後は、流れて拡がったりせず、一定の形状を
保つことができる形状維持性を備えた材料、いわゆるチ
クソ性に優れた材料が好ましい。従来の光学的造形方法
に使用されていた液状の光硬化性樹脂は、吐出ノズル５
から吐出しても、一定の厚みや形状を保つことができ
ず、流れてしまったり、必要のない部分まで拡がった
り、周囲に付着して汚すなどの問題があるので、この発
明方法では使用できない。
脂材料のうち、吐出ノズル５によって任意の形状に吐出
することができる流動性を備えているとともに、紐状に
吐出された後は、流れて拡がったりせず、一定の形状を
保つことができる形状維持性を備えた材料、いわゆるチ
クソ性に優れた材料が好ましい。従来の光学的造形方法
に使用されていた液状の光硬化性樹脂は、吐出ノズル５
から吐出しても、一定の厚みや形状を保つことができ
ず、流れてしまったり、必要のない部分まで拡がった
り、周囲に付着して汚すなどの問題があるので、この発
明方法では使用できない。
具体的な液糊状の光硬化性樹脂材料としては、株式会社
スリーボンド製の揺変性（チクソ性）付与タイプ光硬化
性樹脂UVX-500、UVX-505、UVX-507（何れも商品名）、
ソマール工業株式会社製のソマコート接着剤（商品名）
等が挙げられる。
スリーボンド製の揺変性（チクソ性）付与タイプ光硬化
性樹脂UVX-500、UVX-505、UVX-507（何れも商品名）、
ソマール工業株式会社製のソマコート接着剤（商品名）
等が挙げられる。
吐出ノズル５から吐出された液糊状樹脂45は紐状に延び
ていくが、吐出ノズル５に隣接して、レーザービーム発
生装置等の光照射機構が設けてあって、加熱用の光ビー
ム60と硬化用の光ビーム６を順次液糊状樹脂45に照射で
きるようになっている。加熱用光ビーム60は、液糊状樹
脂45を加熱することによって、一定幅の加熱部44を形成
する。このように液糊状樹脂45を加熱しておくと、後段
階の光硬化反応を促進させる作用がある。加熱用光ビー
ム60としては、例えば、YAGレーザーやCO2レーザー等が
用いられる。なお第１図に示すように、加熱用光ビーム
60の幅は、液糊状樹脂45の幅よりも狭く設定してあり、
加熱部44の両側には加熱されない液糊状樹脂45が残って
いてもよい。
ていくが、吐出ノズル５に隣接して、レーザービーム発
生装置等の光照射機構が設けてあって、加熱用の光ビー
ム60と硬化用の光ビーム６を順次液糊状樹脂45に照射で
きるようになっている。加熱用光ビーム60は、液糊状樹
脂45を加熱することによって、一定幅の加熱部44を形成
する。このように液糊状樹脂45を加熱しておくと、後段
階の光硬化反応を促進させる作用がある。加熱用光ビー
ム60としては、例えば、YAGレーザーやCO2レーザー等が
用いられる。なお第１図に示すように、加熱用光ビーム
60の幅は、液糊状樹脂45の幅よりも狭く設定してあり、
加熱部44の両側には加熱されない液糊状樹脂45が残って
いてもよい。
硬化用光ビーム６は、通常の光硬化性樹脂の硬化用のも
のであり、加熱用光ビーム60が照射された加熱部44を光
硬化させて光硬化部43を形成する。硬化用光ビーム６と
しては、例えば、He-Cdレーザー等が用いられる。但
し、加熱用および硬化用の光ビーム60,6としては、上記
以外にも、液糊状樹脂45の材質に対応して、赤外線や可
視光線，紫外線等の任意の波長成分を有する光ビームが
使用可能である。
のであり、加熱用光ビーム60が照射された加熱部44を光
硬化させて光硬化部43を形成する。硬化用光ビーム６と
しては、例えば、He-Cdレーザー等が用いられる。但
し、加熱用および硬化用の光ビーム60,6としては、上記
以外にも、液糊状樹脂45の材質に対応して、赤外線や可
視光線，紫外線等の任意の波長成分を有する光ビームが
使用可能である。
第１図に示すように、紐状の液糊状樹脂45は、全幅が加
熱部44および光硬化部43に形成されるのでなく、光硬化
部43の両側には未硬化の液糊状樹脂45が残っている。す
なわち、前記したように、加熱部44の幅は液糊状樹脂45
の幅よりも狭く、また光硬化部43の幅は、加熱部44の幅
と同一か、少し狭くなるよう設定されているのである。
これは、紐状に吐出される液糊状樹脂45の幅にある程度
の余裕を持たせることによって、光ビーム６の照射範囲
に対応する正確な形状の光硬化部43を形成できるように
するためである。但し、液糊状樹脂45の幅を正確に設定
できれば、出来るだけ光ビーム６の照射範囲に近づけた
ほうが、液糊状樹脂45を無駄なく有効に利用できる。ま
た、加熱部44の幅と光硬化部43の幅は、光ビームの照射
位置を正確に一致させれば、同じ幅であってもよいが、
加熱部44の幅を広目に設定しておいたほうが安全であ
る。
熱部44および光硬化部43に形成されるのでなく、光硬化
部43の両側には未硬化の液糊状樹脂45が残っている。す
なわち、前記したように、加熱部44の幅は液糊状樹脂45
の幅よりも狭く、また光硬化部43の幅は、加熱部44の幅
と同一か、少し狭くなるよう設定されているのである。
これは、紐状に吐出される液糊状樹脂45の幅にある程度
の余裕を持たせることによって、光ビーム６の照射範囲
に対応する正確な形状の光硬化部43を形成できるように
するためである。但し、液糊状樹脂45の幅を正確に設定
できれば、出来るだけ光ビーム６の照射範囲に近づけた
ほうが、液糊状樹脂45を無駄なく有効に利用できる。ま
た、加熱部44の幅と光硬化部43の幅は、光ビームの照射
位置を正確に一致させれば、同じ幅であってもよいが、
加熱部44の幅を広目に設定しておいたほうが安全であ
る。
上記のようにして、紐状の液糊状樹脂45を吐出した後、
順次光ビーム60,6を照射して加熱および硬化させなが
ら、吐出ノズル５と光ビームすなわち光照射機構を一体
的に移動させ、連続して吐出される紐状の液糊状樹脂45
による光硬化部43を、目的とする三次元形状を描くよう
に螺旋状に積層させる。図示した実施例のように、中空
容器状の三次元形状を形成する場合には、紐状の液糊状
樹脂45を三次元形状にしたがって連続的に螺旋状に積み
重ねていくのが簡単で能率的な方法であるが、紐状の液
糊状樹脂45を一定の長さで折り返しながら積み重ねてい
く等、紐状の液糊状樹脂45の吐出パターンすなわち光硬
化部43の形成パターンは、目的とする三次元形状に合わ
せて自由に設定できる。
順次光ビーム60,6を照射して加熱および硬化させなが
ら、吐出ノズル５と光ビームすなわち光照射機構を一体
的に移動させ、連続して吐出される紐状の液糊状樹脂45
による光硬化部43を、目的とする三次元形状を描くよう
に螺旋状に積層させる。図示した実施例のように、中空
容器状の三次元形状を形成する場合には、紐状の液糊状
樹脂45を三次元形状にしたがって連続的に螺旋状に積み
重ねていくのが簡単で能率的な方法であるが、紐状の液
糊状樹脂45を一定の長さで折り返しながら積み重ねてい
く等、紐状の液糊状樹脂45の吐出パターンすなわち光硬
化部43の形成パターンは、目的とする三次元形状に合わ
せて自由に設定できる。
上記のようにして、紐状の液糊状樹脂45からなる光硬化
部43によって三次元形状が形成された後、光硬化部43の
周囲に残る加熱部44を含む未硬化の液糊状樹脂45は、溶
剤等で除去すればよい。
部43によって三次元形状が形成された後、光硬化部43の
周囲に残る加熱部44を含む未硬化の液糊状樹脂45は、溶
剤等で除去すればよい。
図示した実施例では立体的な三次元形状を有する造形物
を製造しているが、吐出ノズル５等を二次元的に移動さ
せれば、平面状の造形物が製造できるのは言うまでもな
い。また、紐状の液糊状樹脂45を、予め製造された各種
の物品や構造体等の上に吐出しながら光硬化させていけ
ば、これらの物品等の上に光学的造形物を一体形成する
ことができる。さらに、紐状の液糊状樹脂45を吐出する
面は、水平な平面だけでなく、立体的な曲面や凹凸面で
あっても何ら差し支えない。
を製造しているが、吐出ノズル５等を二次元的に移動さ
せれば、平面状の造形物が製造できるのは言うまでもな
い。また、紐状の液糊状樹脂45を、予め製造された各種
の物品や構造体等の上に吐出しながら光硬化させていけ
ば、これらの物品等の上に光学的造形物を一体形成する
ことができる。さらに、紐状の液糊状樹脂45を吐出する
面は、水平な平面だけでなく、立体的な曲面や凹凸面で
あっても何ら差し支えない。
なお、上記実施例において、吐出ノズル５から吐出され
た紐状の液糊状樹脂45に、加熱用光ビーム60を照射する
までの段階で、一時的に液糊状樹脂45を冷却しておく
と、冷却によって液糊状樹脂45が固まるので、紐状の液
糊状樹脂45の形が崩れたり流れるのを確実に防止するこ
とができる。
た紐状の液糊状樹脂45に、加熱用光ビーム60を照射する
までの段階で、一時的に液糊状樹脂45を冷却しておく
と、冷却によって液糊状樹脂45が固まるので、紐状の液
糊状樹脂45の形が崩れたり流れるのを確実に防止するこ
とができる。
図示した実施例では、加熱用光ビーム60と硬化用光ビー
ム６とを併用することによって、硬化能率を向上させて
いるが、加熱用光ビーム60を用いず、硬化用光ビーム６
のみでも実施可能である。
ム６とを併用することによって、硬化能率を向上させて
いるが、加熱用光ビーム60を用いず、硬化用光ビーム６
のみでも実施可能である。
液糊状の光硬化性樹脂45に光を照射して硬化させる前に
加熱しておくための手段としては、前記実施例のように
加熱用光ビーム60を用いる方法のほか、第３図に示す方
法も用いられる。この方法では、吐出ノズル５の吐出口
50の周囲に、シーズヒータ等の埋め込みヒータ51を設け
ておき、吐出口50を通過する液糊状樹脂45を加熱してい
る。したがって、吐出口50から吐出されるのは加熱状態
の液糊状樹脂45すなわち前記実施例における加熱部44に
なる。さらに、加熱手段の別の実施例として、吐出口50
を出た紐状の液糊状樹脂45を赤外線ヒータ等で加熱する
こともできる。このように、液糊状樹脂45の加熱手段の
種類およびその設置場所は、光硬化用ビーム６の照射位
置よりも前の段階で、液糊状樹脂45の光硬化反応を促進
できる程度に加熱できれば、任意の手段および設置場所
で実施できる。
加熱しておくための手段としては、前記実施例のように
加熱用光ビーム60を用いる方法のほか、第３図に示す方
法も用いられる。この方法では、吐出ノズル５の吐出口
50の周囲に、シーズヒータ等の埋め込みヒータ51を設け
ておき、吐出口50を通過する液糊状樹脂45を加熱してい
る。したがって、吐出口50から吐出されるのは加熱状態
の液糊状樹脂45すなわち前記実施例における加熱部44に
なる。さらに、加熱手段の別の実施例として、吐出口50
を出た紐状の液糊状樹脂45を赤外線ヒータ等で加熱する
こともできる。このように、液糊状樹脂45の加熱手段の
種類およびその設置場所は、光硬化用ビーム６の照射位
置よりも前の段階で、液糊状樹脂45の光硬化反応を促進
できる程度に加熱できれば、任意の手段および設置場所
で実施できる。
この発明にかかる光学的造形物の製造方法は、光硬化性
樹脂で形成可能な物品であれば、製造する造形物の形状
や用途は限定されず、前記した製品モデル等の三次元形
状物、あるいは平面的な造形物等、任意の用途に適用す
ることができる。
樹脂で形成可能な物品であれば、製造する造形物の形状
や用途は限定されず、前記した製品モデル等の三次元形
状物、あるいは平面的な造形物等、任意の用途に適用す
ることができる。
この発明にかかる製造方法を適用できる光学的造形物の
具体例として、窓ガラスや建材のコーキング材が挙げら
れる。従来、このようなコーキング材は、パテのような
軟化状態の練状樹脂を、窓ガラスとサッシの隙間形状に
沿って充填した後、自然硬化によって必要な強度を発揮
させていたが、練状樹脂の自然硬化には、長い時間が掛
かるため、充分に硬化するまで触れないようにしなけれ
ばならず、大変に不便なものであった。そこで、練状樹
脂を充填する代わりに、この発明の製造方法を適用す
る。すなわち、紐状の液糊状樹脂45を直接、コーキング
個所に吐出し、光を照射して硬化させるのである。液糊
状樹脂45はコーキング個所をぴったりと塞ぐことができ
るとともに、光を照射して硬化させれば、直ちに充分な
強度を発揮できるため、従来のように長い硬化時間をと
る必要がなくなり、極めて好都合である。
具体例として、窓ガラスや建材のコーキング材が挙げら
れる。従来、このようなコーキング材は、パテのような
軟化状態の練状樹脂を、窓ガラスとサッシの隙間形状に
沿って充填した後、自然硬化によって必要な強度を発揮
させていたが、練状樹脂の自然硬化には、長い時間が掛
かるため、充分に硬化するまで触れないようにしなけれ
ばならず、大変に不便なものであった。そこで、練状樹
脂を充填する代わりに、この発明の製造方法を適用す
る。すなわち、紐状の液糊状樹脂45を直接、コーキング
個所に吐出し、光を照射して硬化させるのである。液糊
状樹脂45はコーキング個所をぴったりと塞ぐことができ
るとともに、光を照射して硬化させれば、直ちに充分な
強度を発揮できるため、従来のように長い硬化時間をと
る必要がなくなり、極めて好都合である。
また、この発明にかかる製造方法の別の適用例として、
樹脂成形品や金属製品等、種々の物品の表面に形成する
装飾形状がある。これらの装飾形状は、樹脂や金属の成
形と同時に形成できればよいのであるが、複雑かつ微細
な装飾形状を、通常の合成樹脂や金属の成形方法で形成
するのは困難な場合があり、また金属の表面に、材料の
異なる樹脂からなる装飾形状を形成したい場合もある。
そこで、対象となる物品の表面に、紐状の液糊状樹脂45
で装飾形状を形成した後、光を照射して硬化させれば、
任意の装飾形状が簡単に形成されることになる。この方
法であれば、対象とする物品の表面が曲面であったり、
凹凸があったりしても何ら問題なく装飾形状が形成でき
る利点もある。
樹脂成形品や金属製品等、種々の物品の表面に形成する
装飾形状がある。これらの装飾形状は、樹脂や金属の成
形と同時に形成できればよいのであるが、複雑かつ微細
な装飾形状を、通常の合成樹脂や金属の成形方法で形成
するのは困難な場合があり、また金属の表面に、材料の
異なる樹脂からなる装飾形状を形成したい場合もある。
そこで、対象となる物品の表面に、紐状の液糊状樹脂45
で装飾形状を形成した後、光を照射して硬化させれば、
任意の装飾形状が簡単に形成されることになる。この方
法であれば、対象とする物品の表面が曲面であったり、
凹凸があったりしても何ら問題なく装飾形状が形成でき
る利点もある。
さらに、別の適用例として、住宅の欄間や家具等に設け
る透かし彫り状の模様がある。このような透かし彫り模
様は、従来、手作業で彫り込んでいたが、大変な手間と
技術を要し、極めて高価なものであった。そこで、液糊
状樹脂45の吐出パターン、すなわち吐出ノズル５の移動
パターンを、予め手本となるパターンを記憶させたコン
ピュータ等で制御すれば、極めて精緻な透かし彫り模様
であっても、簡単かつ能率的に製造することができる。
る透かし彫り状の模様がある。このような透かし彫り模
様は、従来、手作業で彫り込んでいたが、大変な手間と
技術を要し、極めて高価なものであった。そこで、液糊
状樹脂45の吐出パターン、すなわち吐出ノズル５の移動
パターンを、予め手本となるパターンを記憶させたコン
ピュータ等で制御すれば、極めて精緻な透かし彫り模様
であっても、簡単かつ能率的に製造することができる。
上記のような、コーキング材、物品表面への装飾形状の
形成、透かし彫り模様等は、従来の液状の光硬化性樹脂
を用いる造形方法では、全く不可能な用途であり、この
発明にかかる光学的造形物の製造方法によって、初めて
適用することが可能になる。
形成、透かし彫り模様等は、従来の液状の光硬化性樹脂
を用いる造形方法では、全く不可能な用途であり、この
発明にかかる光学的造形物の製造方法によって、初めて
適用することが可能になる。
以上に説明した、この発明のうち、請求項１の光学的造
形物の製造方法によれば、液糊状の光硬化性樹脂を紐状
に吐出しつつ硬化させて造形していくので、従来の液状
の光硬化性樹脂を用いる方法に比べ、下記のような利点
がある。
形物の製造方法によれば、液糊状の光硬化性樹脂を紐状
に吐出しつつ硬化させて造形していくので、従来の液状
の光硬化性樹脂を用いる方法に比べ、下記のような利点
がある。
まず、造形に必要な個所のみに光硬化性樹脂を供給すれ
ばよいので、樹脂材料が少なくて済み、材料の無駄がな
い。大量の樹脂液を収容する樹脂液槽で不要である。液
状のものよりも、固体に近い液糊状の光硬化性樹脂のほ
うが、硬化が容易で硬化時間も短かく、完全な硬化が可
能であるとともに、硬化時の収縮も少なく、形状精度の
高い造形物が得られる。液状の樹脂を用いると、硬化を
水平な平面状態で行わなければならず、立体的な物品の
曲面や凹凸面の上に造形することはできないが、固体に
近い液糊状の光硬化性樹脂であれば、物品の曲面や凹凸
面に直接造形物を形成することができる。
ばよいので、樹脂材料が少なくて済み、材料の無駄がな
い。大量の樹脂液を収容する樹脂液槽で不要である。液
状のものよりも、固体に近い液糊状の光硬化性樹脂のほ
うが、硬化が容易で硬化時間も短かく、完全な硬化が可
能であるとともに、硬化時の収縮も少なく、形状精度の
高い造形物が得られる。液状の樹脂を用いると、硬化を
水平な平面状態で行わなければならず、立体的な物品の
曲面や凹凸面の上に造形することはできないが、固体に
近い液糊状の光硬化性樹脂であれば、物品の曲面や凹凸
面に直接造形物を形成することができる。
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の上
記効果に加え、紐状の液糊状樹脂を順次積み重ねて立体
的な三次元形状を形成するので、樹脂液中で製造工程が
進行する従来方法のように、完成するまで仕上がり状態
が確認できないようなことはなく、三次元形状の形成過
程を見て、仕上がり状態を確認しながら作業が進められ
る。さらに、樹脂液の流動や粘性抵抗によって、形成さ
れた三次元形状が移動させられたり変形させられる心配
がないので、保形精度が高く、正確で形状精度に優れた
三次元形状を形成することができる。
記効果に加え、紐状の液糊状樹脂を順次積み重ねて立体
的な三次元形状を形成するので、樹脂液中で製造工程が
進行する従来方法のように、完成するまで仕上がり状態
が確認できないようなことはなく、三次元形状の形成過
程を見て、仕上がり状態を確認しながら作業が進められ
る。さらに、樹脂液の流動や粘性抵抗によって、形成さ
れた三次元形状が移動させられたり変形させられる心配
がないので、保形精度が高く、正確で形状精度に優れた
三次元形状を形成することができる。
請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の上記効果
に加え、液糊状の光硬化性樹脂に光を照射して硬化させ
る前に、液糊状樹脂を加熱しておくことによって、光硬
化反応に対する反応性が高まり、光硬化反応を促進させ
ることができる。したがって、硬化能率が高くなって硬
化時間を短くできるとともに、液糊状樹脂全体を均一に
硬化させて、硬化後の強度や品質を向上させることがで
きる。
に加え、液糊状の光硬化性樹脂に光を照射して硬化させ
る前に、液糊状樹脂を加熱しておくことによって、光硬
化反応に対する反応性が高まり、光硬化反応を促進させ
ることができる。したがって、硬化能率が高くなって硬
化時間を短くできるとともに、液糊状樹脂全体を均一に
硬化させて、硬化後の強度や品質を向上させることがで
きる。
第１図はこの発明の実施例を示す斜視図、第２図は三次
元形状造形物の製造途中の全体構成図、第３図は別の実
施例を示す要部斜視図、第４図は従来例の概略構成図で
ある。 ４……成形品、43……光硬化部、45……液糊状樹脂、５
……吐出ノズル、６……硬化用光ビーム。
元形状造形物の製造途中の全体構成図、第３図は別の実
施例を示す要部斜視図、第４図は従来例の概略構成図で
ある。 ４……成形品、43……光硬化部、45……液糊状樹脂、５
……吐出ノズル、６……硬化用光ビーム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｆ 2/46 ＭＤＨ Ｃ０８Ｇ 85/00 ＮＶＣ
Claims (3)
- 【請求項１】液糊状の光硬化性樹脂を紐状に吐出させつ
つ、この吐出された光硬化性樹脂に光を照射して硬化さ
せていくことを特徴とする光学的造形物の製造方法。 - 【請求項２】吐出された光硬化性樹脂に光を照射して硬
化させながら順次積み重ねて三次元形状を形成する請求
項１記載の光学的造形物の製造方法。 - 【請求項３】液糊状の光硬化性樹脂を加熱した後、光を
照射して硬化させる請求項１記載の光学的造形物の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63286306A JPH0698689B2 (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | 光学的造形物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63286306A JPH0698689B2 (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | 光学的造形物の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02130132A JPH02130132A (ja) | 1990-05-18 |
| JPH0698689B2 true JPH0698689B2 (ja) | 1994-12-07 |
Family
ID=17702671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63286306A Expired - Lifetime JPH0698689B2 (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | 光学的造形物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0698689B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| EP2939817A1 (en) | 2014-04-28 | 2015-11-04 | Roland DG Corporation | Three-dimensional printing apparatus and three-dimensional printing method |
| US9266288B2 (en) | 2013-10-18 | 2016-02-23 | Roland Dg Corporation | Three-dimensional printing apparatus |
| CN106274219A (zh) * | 2016-08-30 | 2017-01-04 | 浙江启昊科技有限公司 | 一种曲面板材表面去漆雕刻工艺 |
| US10007253B2 (en) | 2013-10-30 | 2018-06-26 | Roland Dg Corporation | Three-dimensional printing apparatus, method for three-dimensional printing, and computer-readable storage medium |
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| JPH07227895A (ja) * | 1994-02-04 | 1995-08-29 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 部品製造方法 |
| JPH07227898A (ja) * | 1994-02-04 | 1995-08-29 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | ブリッジング技術を含む部品作成方法 |
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| JP3803735B2 (ja) * | 1996-02-14 | 2006-08-02 | 独立行政法人理化学研究所 | リコートと同時に光走査する光固化造形装置 |
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| CN103231514B (zh) * | 2013-04-01 | 2015-03-18 | 杭州笔水画王电子科技有限公司 | 3d打印机 |
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| CN106660265A (zh) * | 2014-06-26 | 2017-05-10 | 株式会社理光 | 三维成形方法和三维成形装置 |
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| KR102683468B1 (ko) | 2018-06-25 | 2024-07-09 | 케이제이 케미칼즈 가부시키가이샤 | 3 차원 조형용 광경화성 수지 조성물 및 그것을 사용한 3 차원 조형 방법, 3 차원 조형물 |
| US12409496B2 (en) | 2022-04-27 | 2025-09-09 | The Boeing Company | Pre-heating methods for performing electron beam powder bed fusion |
| US12343933B2 (en) | 2022-08-25 | 2025-07-01 | The Boeing Company | Methods of additively manufacturing a manufactured component and systems that perform the methods |
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1988
- 1988-11-11 JP JP63286306A patent/JPH0698689B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| EP2939817A1 (en) | 2014-04-28 | 2015-11-04 | Roland DG Corporation | Three-dimensional printing apparatus and three-dimensional printing method |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02130132A (ja) | 1990-05-18 |
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